Szokásos ex-holding: Olyan világok keresése, mint az Avatarból
Sokkal többet tudunk az exobolygók potenciálisan lakható műholdjairól, mint látható. És nem csak az Avatar filmből.
Egyik sem exomég egy hónapot sem fedeztünk fel. Miért? Egyszerűen azért, mert a jelenlegi technológiák ezt nem teszik lehetővé. Ennek ellenére biztosak lehetünk benne, hogy vannak valahol. És amint alább látni fogja, az Valószínű, hogy lakható műholdak - talán James Camaeron Pandora-filmje szerint - keringenek a már felfedezett bolygók egy részén..
Miért vagyunk ilyen biztosak? Lebo a fizika törvényei a a kozmikus evolúció törvényei legalább az egész galaxisunkon érvényesek.
Amire épülünk
A csillagászok például azt tapasztalták ha egy bolygó nem túl kicsi és ugyanakkor túl közel van a csillagához, akkor a holdak kialakulása inkább szabály, mint kivétel. A bolygóképzés megfigyelései és modelljei is erre utalnak a műholdak össztömege az anyabolygó tömegének körülbelül egytizede (ez egy fontos szám, amelyhez ismételten visszatérünk). Kivételt képeznek azok a helyzetek, amikor a holdak (proto) bolygók ütközése során keletkeznek, mint például a Föld holdja, vagy amikor elfogott törpe bolygókat képviselnek, mint például a Neptunusz Triton esetében.
Egy kitalált lakható exomeszi Pandora James Cameron Avatárjából (2009). Pandora szülőbolygója, a Szaturnusz nagyságú Polyphemus azonban általában elsődleges lenne a Föld méretű hold kialakulásához.
És vannak más megállapításaink is, amelyek általánosíthatók az egész univerzumra. Árapályhatások, amelyeket az anyabolygó gravitációja okoz a holdakon belül hőt termelnek. Ellentétben a bolygókkal, amelyeket belülről csak a test felhalmozódásának idejéből származó hő és az elemek radioaktív bomlásából származó hő melegít, ez úgymond extra hő.
Extra, de határozottan nem dobható el. Ellenkezőleg. Lehetővé teszi a lemezes tektonika létrehozását és fenntartását még viszonylag kis testeken is. A kéreglemezek mozgásai, elmélyülésük, olvadásuk és állandó képződésük hajtja fontos kémiai elemek újrahasznosítása életre (szén, foszfor, kén). Ugyanakkor fontos szerepet játszanak a hőmérséklet szabályozásában vagy a és fenntartva a mágneses teret. A mágneses mező az szükséges, hogy megvédje a test légkörét a napszéltől, ami megtizedelné, és tovább a felszín védelme hatalmas bolygók gyilkos sugárzása ellen.
Tehát míg a Mars, amely körülbelül tízszer kisebb tömegű, mint a Föld, túl kicsi volt ahhoz, hogy lemeztektonikát képezzen és mágneses mezőt fenntartson., a Föld csak 7% tömegű holdja a számítások szerint fenntartaná a tektonikát és a mágneses mezőket, és így sűrű légkört.
Mit jelent ez az egész? Hogy gázóriások lakható területeken, akik legalább háromszor masszívabb, mint a Jupiter* legvalószínűbb vendégek legalább egy természetes műhold elég nagy ahhoz, hogy lakható legyen. Amíg e bolygók keringenek nem túl elliptikus, ami jelentős hőmérséklet-ingadozásokat és egy csillagtestet jelentene nem vörös törpe az aktivitás rendkívüli ingadozásaival beszélhetünk komoly jelölt a tartósan lakható exomesiaca tulajdonosára.
És több ilyen jelöltet ismerünk.
47 Ursae Majoris b (47 Uma b)
A bolygó kering a naphoz rendkívül hasonló csillag. Ha a Naprendszerben lenne, pályája valahol a Mars és a Jupiter között lenne (távolság 2 AU). Ennek ellenére feltételezzük, hogy a test potenciális holdjaiban életkörülmények érvényesülhetnek. Először azért, mert a test szülőcsillaga körülbelül fele olyan fényes, mint a nap, és azért is, mert ennek az óriásnak a holdjait az anyabolygó felszínéről visszaverődő fény melegítené. A bolygó legalább 2,5-szer nagyobb tömegű, mint a Jupiter (nem feltétlenül nagyobb **), ami azt jelenti kis szerencsével egy lakható exomemore-t fogadhat a Mars méreteivel. A bolygó körülbelül 46 fényévnyire található a Földtől.
HD 28185 b
Háromszor tovább, mintegy 138 fényévnyire a Földtől, lakható zónában van körülötte napszerű csillag talál egy másik ígéretes mezőt. A bolygó megváltozik a lakótér belső szélén. A test legalább 5,7-szer nehezebb, mint a Jupiter. Ez azt jelenti, hogy körülötte keringhet több hónapig olyan anyag, mint a Mars.
HD 221287 b
A gázmező legalább 3,12-szer nagyobb tömegű, mint a Jupiter. Körülbelül 173 fényévnyire kering a Földtől egy hasonló csillag, de kissé nagyobb, mint a nap. Mint a 47 Uma b bolygó esetében, egy kis szerencsével - ez alatt azt értjük, hogy a feltörekvő bolygó körül keringő anyag nem koncentrálódott rengeteg apró hónapban - itt is megtaláljuk egy minivilág, amelynek méretei a földtani tulajdonságaihoz megfelelő méretekkel (a Föld tömegének 7% -a) vannak a "lakható" jelző igazolásához.
109 Piscium b (HD 10697 b)
Körülbelül egy csillag körül keringő bolygó 1,1-szer nagyobb tömeg, mint a nap, amely úgy tűnik, hogy vörös óriássá válik. És amint valószínűleg elképzelheti, minden jó hír a lehetséges élethez. Maga a bolygó legalább 6,4-szer nagyobb tömegű, mint a Jupiter, ami azt jelenti, hogy a normális evolúció során megkerülheti több hónapig olyan anyag, mint a Mars. Igaz, lényegesen melegebb. Ha a Föld ugyanolyan távolságon kering, akkor körülbelül 10 ° C-kal melegebb lesz. A bolygó pályája excentrikusabb (elliptikusabb), mint a korábbi esetekben - több, mint a Jupiter, és körülbelül ötször több, mint a Föld. Ez jelentős hőmérsékleti ingadozásokat jelent az anyabolygó és a hónapokban is jelentős hőmérséklet-ingadozások kockázata.
Megjegyzések
A cikkben szereplő illusztrációk - a kitalált Pandora kivételével - csak a lakható holdak, mint olyan szemléltetésére vannak beillesztve, nem mutatnak egyetlen olyan bolygót sem, amelyet a szövegben megemlítünk.
* a Szaturnusz holdjának mérete, a Titan rendellenes a bolygójához képest, amelyet nem egy tipikus evolúció okozott, hanem a holdak ütközése korai evolúciójuk során, majd az azt követő egyesülés egyetlen óriás és közepes méretű holdak sorozatává
** ha a gáznemű bolygók nincsenek túlmelegedve, akkor egy bizonyos szintről növekvő tömeg inkább megnöveli fajsúlyukat és méretüket.
Képek: Kidron Cool, wikimédia-felhasználók Lucianomendez, Frizaven, CBC11